한빛사 인터뷰
- 등록2024-11-18
- 조회1,358
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
이번 연구는 Lace1 유전자가 백색 지방 조직(iWAT)의 갈색화(browning) 과정에 중요한 역할을 한다는 것을 규명했습니다. Lace1(Lactation Elevated 1)은 ATPase로 알려져 있으며, 지방조직에서 CL-316,243(β3-adrenergic receptor agonist)과 저온 노출에 의해 유의미하게 발현이 증가함을 확인했습니다. 이를 바탕으로 지방조직에서의 Lace1 유전자의 기능을 더 명확히 규명하기 위해 Lace1 KO(Knock-out) 마우스를 제작하여 실험을 진행했습니다.
CL-316,243을 처리한 Lace1 KO 마우스에서 작은 lipid droplets, 높은 Ucp1 발현, 그리고 증가한 산소 소비량과 열 발생이 나타났습니다. 이러한 결과를 통해 Lace1이 iWAT에서의 갈색화 과정에 중요한 역할을 함을 제시할 수 있었습니다. 추가적으로, RNA-seq 분석을 통해 Lace1 KO 마우스의 iWAT 조직에서 Hcar1 (GPR81) 유전자 발현이 증가했음을 확인했습니다. 이 유전자는 lactate의 transporter 역할을 하며, 이를 통해 lactate가 β3-AR 자극에 의한 갈색화 과정에서 중요한 역할을 한다고 제안합니다.
또한, Lace1 KO 마우스의 iWAT에서 Mct1(lactate influx transporter) 발현이 증가했으며, 이는 lactate influx와 관련이 있음을 나타냅니다. Ldhb(Lactate dehydrogenase b)의 발현 증가로 인해 lactate가 미토콘드리아에서 pyruvate로 전환되고, 이는 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)를 촉진하여 Ucp1 발현을 증가시킵니다. 한편, Mct4는 lactate efflux transporter로, Lace1 KO 마우스의 심장에서 Mct4 발현이 증가했으며, 이는 PDH(Pyruvate dehydrogenase) inactivation에 의해 lactate의 혈중 방출이 증가하는 기전을 확인한 결과입니다.
이 연구는 Lace1이 백색 지방 조직의 갈색화 과정에 중요한 역할을 하며, lactate가 이 과정을 조절하는 중요한 대사물질(metabolite)임을 제시합니다. 또한, Lace1 유전자가 비만 및 대사성 질환 연구에서 중요한 치료적 타겟이 될 수 있음을 시사합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
서울대학교 수의과대학 발생유전학 성제경 교수님 연구실(국가모델동물연구소)은 유전자 변형 마우스를 제작하여 다양한 마우스 모델을 활용해 운동과 대사 관련 표현형을 분석하고, 그 기전을 연구하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 비만, 당뇨와 같은 대사성 질환모델을 통해 대사 질환에 관련된 유전자의 기능을 규명하고, 운동과 대사 조절의 분자적 메커니즘을 밝혀내고 있습니다. 최근에는 장내 미생물이 없는 germ-free 마우스를 이용해 장내 미생물이 비만 및 대사성 질환에 미치는 영향을 연구하고 있으며, transcriptome 분석과 single-cell genomics 등의 오믹스 기법을 활용하여 대사 질환의 발병 기전과 운동 대사 반응을 조절하는 유전자를 찾아내는 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 대사 질환의 예방과 치료를 위한 새로운 접근법을 제시하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
유전자 변형 마우스를 활용해 대사 및 운동 표현형을 분석하고, 각종 오믹스 기술을 통해 질병의 발생 메커니즘을 밝히는 과정은 예상보다 오래 걸리기도 했고, 때로는 가설대로 나오지 않아 어려움이 있었습니다. 그럼에도 불구하고, 이 과정에서 문제 해결 능력을 키우고, 새로운 접근법을 시도하면서 연구가 점점 더 의미 있는 방향으로 나아가는 것을 실감할 수 있었습니다. 때로는 어려운 도전이지만, 그 속에서 새로운 가능성을 발견할 수 있다는 점이 이 일을 하는 이유이자 보람입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
대사 질환, 운동, 면역 등 다양한 분야가 얽혀 있는 연구에서 중요한 것은 기본적인 이론을 탄탄히 하는 것이라 생각합니다. 기초 지식과 이론을 충분히 이해하고, 그 위에서 자신만의 연구 방법을 차근차근 쌓아가는 것이 필요하다고 생각합니다. 또한, 다양한 연구 경험을 쌓는 것도 중요합니다. 여러 연구 기법을 시도하고, 다양한 문제를 해결해보며 폭넓은 시각을 키우는 것이 연구자로서 큰 자산이 될 것입니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
소개 드린 Lace1 논문으로 박사학위를 마무리하였고, 현재는 질병관리청 국립보건연구원에서 비만과 대사 질환에 대한 연구를 더 심층적으로 진행하고 있습니다. 앞으로 수많은 연구를 통해, 대사 질환의 예방 및 치료에 실질적인 기여를 할 수 있는 방법을 찾고자 합니다. 특히, 기초 과학의 발견이 실제 임상에서 활용될 수 있도록 연구의 방향성을 설정하고자 노력하고 있으며, 개인화된 치료법이나 예방 전략을 개발하는 데 중요한 역할을 할 수 있기를 바랍니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
우선, 저의 지도교수이신 성제경 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 교수님께서 주신 지도와 조언 덕분에 연구를 진행하는 동안 많은 배움과 성장의 기회를 가질 수 있었습니다. 언제나 신중하고 철저한 조언을 아끼지 않으시며, 연구의 방향을 제시해주시고 중요한 기로에서 명확한 길잡이가 되어주셨습니다.
또한, 연구의 진전을 이끌어 주시며 언제나 든든한 조언을 아끼지 않으신 김혜진 박사님, 연구자로서 어떻게 살아가야 할지, 연구의 본질을 이해할 수 있도록 길잡이가 되어주신 정형남 박사님, 궁금한 점이 생길 때마다 시도 때도 없이 연락을 드려도 항상 친절하고 상세하게 답변해 주신 황성순 교수님, 그리고 연구의 첫걸음을 떼는 데 중요한 방향성을 제시해 주신 신재훈 박사님께 감사드립니다. 끝으로, 연구 과정에서 많은 도움을 주신 KMPC 선생님들과 발생유전 대학원 선후배님들, 언제나 아낌없는 응원으로 큰 힘이 되어주신 가족들에게도 진심으로 감사의 마음을 전합니다. 이 모든 과정을 소중히 간직하겠습니다. 계속해서 정진하며, 발전하는 연구자가 되도록 노력하겠습니다.
#Metabolism
#Adipose Tissue
#Obesity
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